富有机质页岩天然裂缝研究进展

天然裂缝是富有机质页岩油气储层的重要储集空间和主要渗流通道,影响页岩油气的富集、保存、单井产能及开发效果,天然裂缝发育规律研究对富有机质页岩油气勘探开发具有重要意义.本文在调研近年来海相和陆相富有机质页岩裂缝研究成果的基础上,综述了富有机质页岩天然裂缝的成因类型、发育特征、主控因素以及评价与预测方法等方面取得的最新进展,讨论了富有机质页岩天然裂缝今后重点研究方向.富有机质页岩天然裂缝分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压裂缝3大类6小类,其中层内张开裂缝、穿层剪切裂缝、顺层剪切裂缝和水平层理缝是其主要的裂缝类型.页岩构造裂缝的发育程度主要受脆性矿物含量、有机质含量、高脆性页岩层厚度、构造、地层倾角和流体压力等因素的控制,页岩水平层理缝的形成与发育程度主要受有机质含量、纹层类型、纹层数量、纹层厚度及后期构造抬升等因素的影响.由于陆相页岩与海相页岩的沉积环境不同导致的矿物组分、岩相变化及有机质热演化程度等方面的差异,使得陆相页岩与海相页岩裂缝的发育特征明显不同.与海相页岩裂缝相比,通常陆相页岩裂缝的分布型式更复杂,构造裂缝规模更小,穿层剪切裂缝和顺层剪切裂缝的发育程度低.页岩裂缝的评价与预测目前...     

四川长宁地区页岩储层天然裂缝发育特征及研究意义

页岩气是非常规天然气的一种,具有极低的孔隙度和基质渗透率,在勘探开发过程中势必要进行天然裂缝研究和评价。通过对长宁地区大量野外露头及岩心的观测统计,采用了页岩天然裂缝的地质成因、力学性质和形态特征相结合的页岩裂缝分类方案,将该区天然裂缝划分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压裂缝三类,其中构造裂缝进一步依据形态及力学性质划分为穿层剪切缝、层内扩张缝和顺层滑脱缝;成岩裂缝进一步依据形态特征划分为层理缝和收缩缝。本文论述了分类方案的合理性,并分别阐述了页岩中各天然裂缝类型的特征。在此基础上,总结了页岩天然裂缝研究对页岩气勘探开发的作用及意义。层内扩张缝和页理缝影响页岩气的富集,而穿层剪切缝和顺层滑脱缝则在不同地质背景中影响页岩气的保存。     

鄂尔多斯盆地南部延长组长7油组页岩层系天然裂缝发育特征及主控因素

利用地表露头、岩心、薄片和测井资料,对鄂尔多斯盆地南部长7油层组陆相页岩层系天然裂缝的成因类型、发育特征和主控因素进行研究。按地质成因,鄂尔多斯盆地南部长7油层组页岩层系的天然裂缝可以分为构造裂缝和成岩裂缝两大类,其中构造裂缝主要包括剪切裂缝和张性裂缝;成岩裂缝主要包括层理缝、页理缝和收缩裂缝。不同岩性中的天然裂缝发育情况明显不同,致密砂岩中以构造裂缝为主,层理缝仅在粉砂岩和局部细砂岩中发育;页岩和凝灰岩中页理缝、层理缝和构造裂缝均比较发育。不同类型的天然裂缝主控因素明显不同,构造裂缝的发育主要受岩性和岩石力学层层厚控制;砂岩中层理缝的发育主要受碳质纹层、粘土矿物转化程度等因素控制;凝灰岩中层理缝的发育主要受刚性玻屑脱玻化作用的控制;页岩中页理缝的发育主要受纹层、TOC含量和黄铁矿含量的控制。     

四川盆地泸州地区海相页岩天然裂缝特征及主控因素

天然裂缝的特征是评价页岩气富集和保存规律中重要的地质指标.以四川盆地南部泸州地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩为研究对象,基于地震、测井、岩心、薄片、扫描电镜及分析化验资料,深入开展了天然裂缝成因类型、发育特征和主控因素的研究.结果表明：泸州地区五峰组-龙马溪组页岩裂缝按照地质成因可分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压裂缝3种类型,构造裂缝按照裂缝的力学性质和与岩石力学层的关系细分为穿层剪切裂缝、顺层剪切裂缝和层内张开裂缝,成岩裂缝分为页理缝和收缩裂缝.泸州地区构造裂缝和页理缝大量发育,收缩裂缝和异常高压裂缝发育程度较低.构造裂缝的分布和发育程度受到断层、褶皱、岩石力学层和脆性的控制,页理缝的发育主要受脆性、有机质含量和纹层的控制.     

元坝地区陆相页岩气勘探潜力再评价

以钻井岩心描述、薄片鉴定为基础,结合岩相古地理、测井和地化参数分析等实验方法,对元坝地区四套陆相页岩地层地质特征的详细对比并结合最新的勘探开发进展,认为四川盆地元坝地区侏罗系自流井组大安寨段、千佛崖段湖相页岩具有具有厚度大、有机质丰度高、有机质类型好、热演化程度适中、储集物性及含气性好,以及可压裂性好等特点,具备陆相页岩气形成的有利地质条件;其中,沉积相带控制了富有机质泥页岩的空间展布,岩相控制了物性特征及可压裂性,裂缝和超压控制了页岩气的高产。综合分析认为大安寨段、千佛崖段湖相页岩在页岩油与页岩气两大领域具有广阔的勘探开发前景。     

川北地区大安寨段页岩油气源、储特征及富集层段优选

为查明川北地区大安寨段页岩油气烃源、储集特征及富集有利层段,以岩芯观察描述为基础,以岩石学与矿物学、有机地球化学及页岩储层表征等理论方法与技术为指导,开展了大安寨段二亚段纵向上4个小层岩相、烃源、储集特征的精细表征与差异性对比研究,优选出了页岩油气富集有利层段,并提出勘探研究建议。研究结果表明：大安寨段二亚段富含（泥质）介壳灰岩、（泥质纹层状）粉细砂岩2种夹层,低—中碳黏土质页岩、中碳纹层—薄层状介壳页岩、低碳（纹层状）粉砂质页岩、低碳粉砂质介壳灰质页岩4种页岩岩相;②小层以中碳黏土质页岩、中碳纹层状介壳页岩为主,夹层相对少,页岩连续性较好;而④小层以中碳纹层状介壳页岩夹介壳灰岩为主,不同尺度介壳灰岩夹层多。页岩有机显微组分整体以镜质组为主,②、④小层固体沥青较发育,自下而上有机质类型发生6次变化,依次为Ⅲ—Ⅱ2—Ⅲ—Ⅱ2—Ⅱ1—Ⅱ2;②小层与④小层生油气能力相对较好,④小层略好于②小层。页岩储集物性明显好于夹层,②小层和④小层页岩生烃能力相对好,有机质孔较发育,含气量相对高,页岩烃源—储集—含（油）气性匹配关系相对好,评价认为大安寨段二亚段上部④小层纹层状介壳页岩段为最佳页岩油气富集层段,其次为下部②小层黏土质页岩层段。基于研究区大安寨段二亚段沉积非均质性强、含油气性好的层段时空分布不稳定的特点,建议重视砂、泥、灰混积差异,加强以小层为单元的岩相（组合）时空分布规律研究;重视保存条件与含气性差异,加强常规—非常规一体油气勘探选区、选层研究。     

“进源找油”：论四川盆地非常规陆相大型页岩油气田

源岩油气规模快速发展,是中国能源结构转型的重要战略选项;陆相页岩油和气是中国源岩油气最具潜力的组成类型,是中国陆上未来"进源找油"最重要的突破对象。本文首次研判提出四川盆地侏罗系油和气发展,应尽快由常规构造-裂缝石油、致密灰岩与砂岩油向孔隙型页岩油气转变,重点阐述了大安寨段页岩油气4项新进展:①评价侏罗系4套富有机质页岩总生油量245×10~8t,石油总资源量172×10~8t,还有相当规模的天然气资源,既富油又富气,其中67%的油气资源集中在大安寨段;②大安寨段二亚段是侏罗系页岩油和气的"甜点段",黑色页岩厚度一般20～80m,TOC平均值大于2%,Ⅱ_1～Ⅱ_2型干酪根,R_o主体1.1%～1.4%,处于轻质油—凝析油气窗口,页岩储层孔隙度4%～6%,页理裂缝发育,脆性矿物含量一般在50%以上,压力系数1.2～1.8,滞留烃量多为100～200mg/g·TOC,油质较轻,地层埋深较浅,具备与北美页岩油气媲美的地质工程条件;③优选出页岩油气"甜点区"评价的3项核心参数(R_o、富有机质页岩厚度、埋藏深度),评价出大安寨段二亚段页岩油"甜点区"主要分布在盆地中北部地区,页岩厚度20～50m,面积约2×10~4km~2;④提出了加快页岩油和气以水平井体积压裂为核心的风险勘探和开发试验、加强全层系资源评价、加速准备先导试验技术方案等建议,力争推动侏罗系孔隙型页岩油和气突破发现。四川盆地侏罗系陆相页岩油和气新认识,可能为真正开启侏罗系源岩油气"进源找油"、规模开发新征程提供重要的理论依据。     

渝东南-黔北地区下古生界页岩非构造裂缝发育特征与主控因素

天然非构造裂缝是页岩气的重要储集空间,但目前针对非构造缝形成机理、控制因素及发育特征的研究不足.对研究区下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩岩心非构造裂缝进行观察描述,通过扫描电镜分析识别页岩非构造裂缝并研究其结构特征,结合沉积环境、有机质丰度和类型、热演化程度、生烃史、粘土矿物含量、水体古盐度和成岩作用,分析各主控因素对非构造裂缝发育特征和分布规律的影响作用.结果表明,渝东南-黔北地区下古生界页岩非构造裂缝发育程度较高,主要类型包括成岩收缩缝、溶蚀缝和异常高压缝,其在纵向上切穿深度较浅,形态不规则,微观结构呈丝缕状、卷曲片状,缝宽一般10～500 nm,最大可超过1μm,延伸性和连通性较好,可改善页岩的储渗性能.牛蹄塘组下部和龙马溪组下部的深水陆棚相发育大量的水平层理,是非构造缝发育的有利相带.欠压实增压和生烃增压可产生大规模超压裂缝,埋藏早期欠压实为地层超压的主因,生烃增压与热演化深度有很好的对应关系,并且可释放有机酸促进次生溶蚀缝发育;当构造运动的破坏调整作用使异常超压释放,超压裂缝随之萎缩甚至闭合.下古生界页岩在中等古盐度水体环境中发育,其高粘土含量有利于成岩收缩缝的形成.龙...     

四川盆地文井—明月地区大安寨段储层研究

文井—明月地区大安寨段是川中地区的主要产油层,储层具有明显的特殊性。其储集岩类主要为介壳灰岩和含泥介壳灰岩,原生孔隙在强烈的压实和胶结作用影响下消耗殆尽,但喜山期的构造作用在其灰岩段中产生了一定数量的构造缝,这些构造缝在后期溶蚀过程中可形成少量溶蚀孔、洞,与层理缝和方解石解理缝构成了大安寨油藏的主要储集空间和渗流通道,属于典型的特低孔-裂缝型储层。储层的分布主要受到滨浅湖高能介壳滩和裂缝发育程度的影响。     

元坝地区大安寨段陆相页岩气富集高产主控因素

四川盆地元坝地区大安寨段湖相泥页岩为研究对象,在样品实验数据分析和岩心观察的基础上,对元坝地区陆相页岩气的形成条件进行了评价,并探讨了陆相页岩气富集高产的主控因素。元坝地区大安寨段泥页岩具有厚度大、有机质丰度高、类型好、热演化程度适中、储集物性以及含气性好、并具有可压性等特点,具备陆相页岩气形成的有利地质条件。元坝地区泥页岩含气量较高,其中吸附气量明显受到温度和压力、IOC、热演化程度(Ro)以及矿物成分的控制,表现为与压力、TOC、硅质和粘土矿物呈正相关,与温度、Ro呈负相关,与碳酸盐矿物相关性不大的特点,影响程度表现为TOCRo硅质粘土矿物碳酸盐矿物;游离气量则受孔隙和裂缝发育的影响,其与孔隙度成正相关关系;其中反映孔隙发育程度的基质孔隙度与TOC、粘土矿物含量呈正相关,与石英+长石呈先正相关后负相关(在40%左右最大),与碳酸盐含量呈负相关;裂缝发育程度则受岩性、构造作用、沉积成岩作用以及生烃作用的控制。元坝地区大安寨段陆相页岩气富集高产的主控因素包含了沉积相带、岩相和裂缝发育程度,其中浅湖—半深湖暗色泥页岩是湖相页岩气富集高产的基础;浅湖—半深湖相富有机质泥页岩所夹的薄层(条带)灰岩或砂岩有利于后期的压裂改造;裂缝和"挡板"层控制了页岩油气的高产。     

超致密湖相碳酸盐岩储层规模产油原因分析——以四川盆地大安寨段为例

湖相碳酸盐岩在我国普遍发育,其中不乏作为油气储层的范例,如松辽盆地西部白垩系青山口组、嫩江组,济阳坳陷下第三系,饶阳凹陷下第三系,松辽盆地太康地区,四川盆地侏罗系大安寨段等。在这些地区中,四川盆地大安寨段湖相介壳灰岩油气持续生产时间尤其长。该地区虽年均产量较低,但自20世纪60年代以来已持续生产油气半个多世纪。矛盾的是,大安寨段介壳灰岩储层的孔隙度与渗透率非常低,孔隙度普遍介于0.3%~2.0%,渗透率介于0.0001~1.0mD,多数低于0.1mD。为揭示这种超低孔渗湖相碳酸盐岩能够支撑该地区50余年长周期低产稳产的原因,本次以储层特征为切入点,兼顾源储配置条件开展研究。在露头和岩心观察、采样基础上,借助各类光学薄片、多种扫描电镜及压汞等技术方法,对大安寨段致密介壳灰岩储层的储集空间进行了系统研究。结果表明,该储层在宏观、微米、纳米三个尺度下均表现为孔缝双重介质,又以纳米级孔缝储集空间比例最高,占总孔隙体积的91.28%。类型上,宏观储集空间以构造缝为主,但偶有溶洞伴随裂缝出现;微米级尺度下,介壳灰岩发育大量微裂缝,溶孔则相对少;纳米级储集空间微裂缝依然发育,但溶孔发育程度明显上升。岩心观察、荧光薄片鉴定、环境扫描电镜观察发现,三个尺度下的孔-缝系统均存在显著的储油痕迹:宏观尺度下介壳灰岩裂缝与溶洞中常见沥青侵染,微米、纳米尺度下方解石晶间隙、晶内孔、介壳粒内孔、晶内解理缝、压实缝等各种基质储集空间或见荧光显示,或在环境扫描电镜下见到油膜在矿物颗粒表面及孔隙中分布。由此表明,发育的微裂缝形成了发达的裂缝网络,沟通孔隙之后,成为油气优势运移通道,进而保证了超致密储层也能聚集可观的油气储量。此外,对大安寨段的源储配置关系进行分析后发现,作为储层的湖相介壳灰岩和作为烃源岩的暗色富有机质泥页岩紧密相邻,构成了一套自生自储的独立源储组合,有利于烃源岩生成烃类后直接向储层充注。并且,大安寨段在整个川中地区均呈这种配置关系。在此条件下,结合储层内发育的微裂缝,最终形成了致密储层长期低产稳产的油气生产特征。     

川南綦江地区下侏罗统凉高山组岩相特征与页岩油气富集条件

綦江地区下侏罗统凉高山组二段下亚段(凉二下亚段)半深湖相富有机质页岩稳定发育,厚度介于20～35 m,TOC均值1.40%,是有利的勘探层位;目的层共发育5种典型岩相,其中高碳粉砂纹层型粉砂质页岩、中碳粉砂纹层型粉砂质页岩相是最优势的页岩岩相。高碳粉砂纹层型粉砂质页岩、中碳粉砂纹层型粉砂质页岩具有“多孔共生、大孔大喉、孔缝一体”储集特征,同时TOC相对高、孔隙度高、含油气性好、可压性好,具有较好的页岩油气成藏地质条件。查明了綦江地区凉二下亚段页岩油气富集条件：(1)有利沉积环境控制优势岩相广泛发育,页岩品质优、油气显示活跃;(2)页岩油气层热演化程度适中,微裂缝发育,利于油气富集流动;(3)整体构造稳定,复向斜宽缓、埋藏适中、保存条件好,并指出关圣场复向斜是下一步最为有利的勘探目标。     

川南綦江地区下侏罗统凉高山组岩相特征与页岩油气富集条件

綦江地区下侏罗统凉高山组二段下亚段（凉二下亚段）半深湖相富有机质页岩稳定发育,厚度介于20~35 m,TOC均值1. 40%,是有利的勘探层位;目的层共发育5种典型岩相,其中高碳粉砂纹层型粉砂质页岩、中碳粉砂纹层型粉砂质页岩相是最优势的页岩岩相。高碳粉砂纹层型粉砂质页岩、中碳粉砂纹层型粉砂质页岩具有“多孔共生、大孔大喉、孔缝一体”储集特征,同时TOC相对高、孔隙度高、含油气性好、可压性好,具有较好的页岩油气成藏地质条件。查明了綦江地区凉二下亚段页岩油气富集条件：①有利沉积环境控制优势岩相广泛发育,页岩品质优、油气显示活跃;②页岩油气层热演化程度适中,微裂缝发育,利于油气富集流动;③整体构造稳定,复向斜宽缓、埋藏适中、保存条件好,并指出关圣场复向斜是下一步最为有利的勘探目标。     

鄂尔多斯盆地北部太原组海陆过渡相页岩孔缝特征及油气地质意义

鄂尔多斯盆地太原组海陆过渡相泥页岩是非常规天然气的储集层.通过采集太原组泥页岩样品,利用氩离子抛光-扫描电镜技术,观察抛光后泥页岩样品微孔隙、微裂缝的微观结构特征,分析其成因,认为沉积作用、成岩作用、有机质变质作用、干酪根生烃作用、溶蚀作用、构造应力作用是太原组页岩孔隙、裂缝发育的主控地质因素.同时参考国内外学术界对海相和陆相页岩的孔隙、裂缝类型的划分方案,将太原组海陆过渡相泥页岩孔隙、裂缝初步划分为有机孔、无机孔和微裂缝三大类.有机孔细分为化石孔、生烃孔;无机孔细分为粒间孔、晶间孔和溶蚀孔;微裂缝细分为收缩缝、应力缝和黏土矿物层间缝.太原组页岩中发育的微孔隙、微裂缝,为页岩气（尤其是游离气）提供了良好的储集空间和渗流通道,有利于页岩气的成藏.为页岩气的压裂开采及高产稳产提供了有利条件.     

川中下侏罗统致密灰岩储层裂缝的主控因素与发育规律

天然裂缝是致密油储层重要的储集空间和主要的渗透通道,影响致密油气成藏、富集规律、单井产能及其开发效果。本文利用野外相似露头、岩心、薄片及成像测井资料,在研究四川盆地中部下侏罗统致密灰岩储层裂缝类型和发育特征的基础上,阐明了其裂缝分布的主控因素与发育规律。四川盆地中部下侏罗统致密灰岩储层普遍发育构造裂缝和成岩裂缝,其中以高角度构造剪切裂缝为主,大部分裂缝为有效裂缝。在同一区域应力场作用下,构造裂缝的分布主要受岩性、层厚及构造的控制。其中灰岩中裂缝最发育,随着泥质含量的增加,泥质灰岩、灰质泥岩和泥岩的裂缝密度依次降低。总体上,随着灰岩层厚的增加,裂缝间距增大,裂缝发育程度降低。大安寨致密灰岩储层可以分为4 种组合模式,不同组合模式的裂缝发育程度存在明显的差异,其中单层厚度为4～8 m 的介壳灰岩与单层厚度小于5 m 的泥页岩互层是形成裂缝的有利条件。不同构造部位的裂缝分布亦存在差异,其中断裂带附近与背斜轴部和转折端等构造高部位是裂缝发育的有利区域。     

川中大安寨段风暴沉积特征及分布模式

风暴沉积在川中大安寨段比较发育,对大安寨段风暴沉积的沉积构造特征进行研究,发现大安寨段风暴沉积虽然缺乏丘状交错层理,但顶底面构造和层理构造比较发育。综合分析顶底面构造和层理构造特征,总结了大安寨段风暴沉积的理想沉积相序结构,即一个完整的风暴层序从下向上发育:渠模或侵蚀面、砾屑层、粒序层理、波状层理、漂浮介屑段、粉砂屑层和截切或波痕。由于各微相的水动力条件的差异导致风暴沉积层序在各微相中保存的程度不同,在能量较高的滩前、滩核、滩后主要以粒序层为主,滨浅湖主要以粉砂屑层理为主,半深湖发育漂浮状介屑层、波状层理、粉砂屑层理。风暴沉积的研究加深了对大安寨段半深湖灰岩成因的认识,滩前和半深湖相的风暴成因的灰岩的孔隙度相对较好,具有较好的烃源与保存条件,是致密油勘探的有利相带。     

微米级X射线断层成像技术对四川元坝地区页岩微裂缝的定量表征

页岩中微裂缝的定量研究有利于认识储层类型与页岩气勘探潜力评价。微米级X射线断层成像(微米CT)技术是观测微裂缝最为直观的方法。本文以四川盆地元坝地区大安寨段页岩为研究对象,通过微米CT二维图像上微裂缝的识别与统计,定量计算了页岩样品的微裂缝孔隙度,并结合氦气法获得的页岩样品的总孔隙度,定量评价了微裂缝在页岩总孔隙空间的比例。结果表明:页岩中微裂缝主要为构造微裂缝,缝宽主要在0～12μm,三维空间内呈层状展布;页岩的氦气孔隙度为2.24%～4.60%(平均3.48%),其中微裂缝孔隙度为0.25%～1.06%(平均0.82%),在总孔隙空间中占比平均23.28%。与四川盆地焦石坝地区海相龙马溪组页岩(微裂缝孔隙度平均0.3%～1.3%,占总孔隙空间的6.1%～22.4%)中微裂缝的发育程度相当。元坝地区大安寨段页岩为孔隙型储层,发育丰富的纳米级基质孔隙,有利于页岩气的富集;同时微裂缝发育,可以沟通众多孤立的基质孔隙,有利于页岩气的高产。元坝地区大安寨段页岩为孔隙型储层同时微裂缝发育,表明具有页岩气高产稳产的孔隙条件和良好勘探潜力。     

雪峰隆起西缘下寒武统牛蹄塘组页岩裂缝发育特征及主控因素

基于雪峰隆起西缘下寒武统牛蹄塘组页岩地表露头、岩心、薄片和扫描电镜下天然裂缝特征参数的观察与统计,并借助相应样品的实验测试数据,对牛蹄塘组页岩裂缝的发育特征与主控因素进行了深入分析,并探讨了裂缝发育与含气性之间的关系。结果表明:研究区牛蹄塘组页岩宏观裂缝以构造缝为主,成岩缝次之,构造缝包括高、中角度剪切缝,低角度滑脱缝及少量张裂缝,主要为6期形成,其中第1期高角度剪切缝最为发育,裂缝优势方位为NWW向、NNW-近SN向与NE向。微裂缝主要为层间缝和顺层缝。岩心宏观裂缝多被充填,后期裂缝的充填程度低于前期裂缝。裂缝的发育受构造作用、岩性和矿物组分、岩层厚度、有机碳含量、成岩作用及异常流体高压等多种因素影响,其中构造应力与构造部位是裂缝发育的主要控制因素,区域构造应力决定了裂缝的性质与整体发育特征,局部构造应力与构造部位使裂缝的分布具有差异性,应力相对集中且变化梯度大、地层变形强烈的构造部位更易形成裂缝。此外,页岩在脆性矿物含量高、单层厚度小、成岩阶段晚、有机碳含量高、存在异常高流体压力时,裂缝更发育。研究区牛蹄塘组天然裂缝的发育及伴生的大量微裂缝有效改善了页岩的储渗性能,对提高含气量起重要作用。     

考虑页岩层理剪切滑移的水力裂缝几何参数计算方法

针对现有页岩气体积压裂层理裂缝扩展模型及其计算方法研究的不足,基于三点弯曲试验,结合数字图像法获取了页岩层理关键力学参数;利用弹性力学理论和线弹簧模型建立了页岩气体积压裂层理裂缝扩展拟三维数学模型,并得到了试验验证;开发了裂缝几何参数计算程序,计算分析了层理参数与压裂施工参数对水力裂缝扩展的影响规律。结果表明：当层理刚度小于10 GPa/m及大于30 GPa/m时,剪切滑移量达到极大值及极小值,且基本保持不变,当层理刚度在10～30 GPa/m之间时,层理刚度与剪切滑移量呈线性负相关关系;当层理密度为5～7条时,主裂缝会沟通更多的层理;当层理强度为5～8 MPa时,水力裂缝易穿层扩展,且能使层理产生剪切滑移,从而生成复杂裂缝;当压裂液排量和压裂液黏度分别在9～12 m3/min和2.5～5m Pa·s范围内时,水力裂缝易穿层扩展,最终形成十字型裂缝,有助于复杂裂缝的形成。该研究对认识页岩层理力学性能及其对层理裂缝扩展规律的影响有一定的指导意义。     

黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层发育特征:以岑巩区块为例

依据矿物学、有机地球化学、孔隙结构、甲烷吸附性、岩石力学性质、裂缝发育特征和保存条件等方面的资料,对研究区下寒武统牛蹄塘组页岩储层发育特征进行了系统研究。结果表明,牛蹄塘组页岩具有较高的有机质丰度、脆性矿物含量、热演化程度和甲烷吸附能力。与北美主要产气页岩及龙马溪组页岩相比,牛蹄塘组页岩以Ⅰ型有机质为主,有机孔发育规模较小,孔径多小于5nm,甲烷吸附/脱附能力强。矿物粒间与粒内孔缝是牛蹄塘组页岩储集空间与渗流通道的主要来源,高TOC含量伴随的高石英(刚性矿物)含量有利于微观孔缝的发育、保存及游离气的富集。牛蹄塘组宏观裂缝以构造缝为主,其次为层间缝,微观上主要为层间、粒间和粒内缝;方解石与石英等裂缝充填物内部发育开启的次级微裂缝、解理和溶蚀孔隙,滑脱缝与压扭/张扭性裂缝面糜棱化矿物粒间孔缝发育,增加了充填裂缝的有效性。在良好保存条件下,裂缝的发育对牛蹄塘组页岩含气性与渗透性均具有贡献,而对渗透性的改善是其最主要贡献。当TOC含量低于6.5%,TOC含量与孔隙度、总孔体积、脆性、兰氏压力、裂缝密度和游离气含量等储层参数具有正相关关系;当TOC含量大于6.5%时,正相关关系逐渐变为负相关。有机质类型、含量、成熟度及成岩作用对页岩储层宏观(脆性、裂缝发育程度)与微观(孔隙类型、孔隙结构、甲烷吸附性)性质均有重要影响。